Luz e iluminación Capítulo 33 Física Sexta edición Paul E. Tippens

Luz e iluminación
Capítulo
Capítulo33
33
Física
Física Sexta
Sextaedición
edición
Paul
PaulE.
E.Tippens
Tippens
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¿Qué es la luz?
Propagación de la luz
Espectro electromagnético
La teoría cuántica
Velocidad de la luz
Rayos de luz y sombra
Flujo luminoso
Intensidad luminosa
Iluminación
¿Qué es la luz?
La luz es radiación electromagnética capaz de afectar el
sentido de la vista.
Tres características importantes de la luz:
• Propagación rectilínea: La luz viaja en línea recta.
• Reflexión: Cuando la luz incide en una superficie
lisa, regresa a su medio original.
• Refracción: La trayectoria de la luz cambia cuando
penetra a un medio transparente.
Propagación de la luz
La teoría electromagnética sostiene que la luz se propaga como
campos transversales oscilatorios. La energía se divide por igual
entre los campos eléctrico E y magnético B, que son
perpendiculares entre sí.
Espectro electromagnético
c = fλ
donde:
donde:
cc==velocidad
velocidadde
de8 lalaluz
luz
8
m/s)
(3
x
10
(3 x 10 m/s)
ff==frecuencia
frecuencia
ll==longitud
longitudde
deonda
onda
La teoría cuántica
Ecuación de Planck:
EE==hf
hf
-34 J•s
hh == 6.626
6.626 xx 10
10-34
J•s
Velocidad de la luz
La velocidad de la luz es exactamente:
c = 2.99792457 x 108 m/s
Dos aproximaciones útiles son:
c = 3 x 108 m/s
c = 186,000 mi/s
Rayos de luz y sombras
Sombra formada
por una fuente
puntual de luz.
Sombra
formada por
una fuente de
luz extendida.
Flujo luminoso
El flujo luminoso F es la parte de la potencia radiante total
emitida por una fuente de luz que es capaz de afectar el sentido
de la vista.
Un esterorradián (sr) es el ángulo
sólido subtendido en el centro de
una esfera por un área A sobre
su superficie, que es igual al
cuadrado de su radio R.
Un lumen (1m) es el flujo luminoso (o potencia radiante visible)
emitido desde una abertura de 1/600 cm2 de una fuente patrón e
incluido dentro de un ángulo sólido de 1 sr.
Intensidad luminosa
La intensidad luminosa I de una fuente de luz
es el flujo luminoso F emitido por unidad de
ángulo sólido Ω..
F
I=
Ω
Iluminación
La iluminación E de una superficie A se define
como el flujo luminoso F por unidad de área.
Cuando una superficie forma un
ángulo θ con el flujo incidente,
la iluminación E es proporcional
a la componente Acosθ de la
superficie perpendicular al flujo.
F I cosθ
E= =
A
R2
F
E=
A
Conceptos clave
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Luz
Ondas electromagnéticas
Región visible
Nanómetro
Teoría cuántica
Fotones
Rayo de luz
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umbra
Penumbra
Flujo luminoso
Intensidad luminosa
estereorradián
Iluminación
Fuente isotrópica
Resumen de ecuaciones
c = fλ
88 m/s
cc == 33 xx 10
10 m/s
EE==hf
hf
-34
hh == 6.626
x
10
6.626 x 10-34 J•s
J•s
F
I=
Ω
F
E=
A
I cosθ
E=
R2